|
Гигантские ледники создали условия для зарождения жизни
|
|
|
|
Представьте, что вы парите в космосе и смотрите на застывший белый шар. Шар висит в пустоте, одинокий и сверкающий в свете своей звезды. От полюса до экватора сфера покрыта толстой коркой льда. На орбите вокруг белой планеты находится единственный спутник, покрытый кратерами.
|
|
|
|
Вы смотрите на Землю в криогенный период, 700 миллионов лет назад. Это примерно в три раза больше, чем было с тех пор, как появились самые ранние динозавры, но все равно не так уж много времени на фоне умопомрачительных 4,5 миллиардов лет истории Земли. Во время криогенного периода наша планета подверглась серии глубоких заморозков, когда по всему земному шару растеклись огромные ледники.
|
|
|
|
В новом исследовании, опубликованном в журнале Geology, мы показываем, что эти мощные ледяные реки, иногда глубиной в километры, разрушали скалистую поверхность планеты подобно огромным бульдозерам. Когда лед в конце концов растаял, измельченные минералы попали в океаны, где они, возможно, стали источником питательных веществ, необходимых для эволюции сложной жизни.
|
|
В холодильник
|
|
|
|
Согласно гипотезе "Снежного кома Земли", Земля подверглась, по крайней мере, двум экстремальным глобальным оледенениям в течение криогенного периода. Следы этих событий можно увидеть по всему земному шару в осадочных породах, сформировавшихся в ледниковых условиях, что убедительно свидетельствует о том, что лед распространялся от полюсов до экваториальной области.
|
|
|
|
|
|
|
Никто точно не знает, что вызвало эти явления глубокой заморозки, хотя ученые предположили целый ряд возможных причин. Одной из ключевых причин, возможно, было значительное снижение содержания в атмосфере парниковых газов, в частности углекислого газа (CO2).
|
|
|
|
Уровень CO2 в атмосфере, возможно, снизился из-за усиленного выветривания горных пород, расположенных на большом тропическом континенте, который существовал в то время. Когда континенты расположены в тропических регионах, теплые и влажные условия ускоряют химическое выветривание, вытягивая CO2 из атмосферы и удерживая его в карбонатных минералах.
|
|
|
|
Возможно, свою роль сыграла и тектоническая активность во время распада континентов, произошедшего в этот период. Это могло создать такие условия, как мелководье морей, что привело к большему удалению CO2 из воздуха.
|
|
|
|
По мере продвижения ледяных щитов к тропикам они отражали больше солнечного света обратно в космос, что приводило к дальнейшему похолоданию. В совокупности эти процессы привели к быстрому распространению льда, пока планета почти полностью не замерзла.
|
|
Как закончился снежный ком на Земле?
|
|
|
|
Вулканическая активность, возможно, сыграла решающую роль в прекращении этих ледниковых периодов. По мере того как планету покрывали ледники, взаимодействие между земной корой, океанами и атмосферой резко замедлялось. В результате, когда извержения вулканов выбрасывали CO2 в атмосферу, он не поглощался повторно, а накапливался в течение миллионов лет.
|
|
|
|
Такое высокое содержание CO2 привело к безудержному парниковому эффекту, который привел к потеплению на планете и, в конечном счете, к таянию льдов. Последовавшая за этим оттепель привела к быстрому повышению уровня моря и притоку питательных веществ в океаны.
|
|
|
|
Во время этого резкого изменения климата, когда химический состав океанов отреагировал на новые условия, образовались четкие скальные образования. Увеличение количества питательных веществ, возможно, способствовало каскаду биологических изменений, которые, возможно, подготовили почву для возникновения сложной жизни.
|
|
|
|
Многие ученые рассматривали идею о том, что изменение атмосферных условий в результате таяния Снежного кома Земли привело к изменениям в химическом составе океана. В нашем новом исследовании мы обнаружили, что материал, соскобленный с континентов во время таяния, также мог сыграть свою роль.
|
|
|
|
От снежного кома к снежной каше, от ледникового бульдозера к планетарному энергетическому шлангу
|
|
|
|
Мы изучали участки горных пород, от более старых к более молодым, в период таяния снежного кома. Сделав это, мы получили представление о том, что ледники и последующие речные системы делали с земной корой нашей планеты.
|
|
|
|
Мы исследовали минералы в этих последовательностях горных пород и обнаружили последовательные характерные изменения в периоды, когда начинались снежные комья, а также когда происходило таяние.
|
|
|
|
События, связанные со снежным комом на Земле, были связаны с заметным увеличением более старой, более глубокой коры, которая обнажалась и сминалась под километрами льда.
|
|
|
|
Когда ледники отступали в периоды таяния, массивные потоки талой воды переносили минеральные частицы, которые были задержаны и стабилизированы подо льдом. При контакте с жидкой водой хрупкие минералы растворялись, выделяя химические вещества.
|
|
|
|
Этот процесс, как и изменения в атмосфере, должен был изменить химический состав океанов. Отступление ледников повлияло на распределение элементов, имеющих решающее значение для океанических экосистем.
|
|
Уроки прошлого
|
|
|
|
Важно учитывать временные рамки природных процессов на Земле. На протяжении тысяч, миллионов и миллиардов лет такие процессы, как тектоника плит, эрозия и атмосферные циклы, будут продолжать определять будущее планеты.
|
|
|
|
Однако в более короткие сроки деятельность человека становится доминирующей движущей силой изменения климата.
|
|
|
|
Пока сама Земля будет существовать, выживание сложных человеческих сообществ зависит от наших сегодняшних действий. Мы - пассажиры необычного "космического корабля Земля", планеты, которая перерабатывает свои химические строительные блоки посредством динамичных геохимических циклов, используя вещество, изначально созданное древними звездами.
|
|
|
|
Эти процессы регулируют поверхность Земли и поддерживают жизнь, несмотря на то, что судьба нашей планеты связана с эволюцией Солнца и космоса. Человечество, единственное из всех видов на Земле, разработало инструменты и системы для смягчения таких угроз существованию, как изменение климата, голод, войны и даже столкновения с астероидами, однако эффективное использование этих возможностей остается в наших руках.
|
|
|
|
Глубокое прошлое дает представление о том, как функционируют химические циклы на нашей планете. Будем ли мы достаточно мудры, чтобы использовать эту информацию, еще предстоит выяснить.
|
|
|
|
Источник
|
